[Hamid Ahmad Alghamdi]

مترجم عن مجلة ديسكفر
رابط المقال:
http://blogs.discovermagazine.com/d-...-growth-spurt/

March 17, 2014

مويجات فضائية تشهد على اللحظات الأولى لانبثاق الكون

عندما توسع الكون توسعاً رهيباً بعد الانفجار العظيم، تفاعلت موجات الجاذبية الناتجة مع أشعة الخلفية الكونية الدقيقة؛ لتنتج هذا النموذج الخاص المسمى "وضع b"

المصدر: BICEP2

الكون ونبأ عظيم هذا اليوم! نجح باحثون من مرصد BICEP2 في القطب الجنوبي في العثور على دليل موغل في القدم على أن الكون قد توسع توسعاً رهيباً بعد الانفجار العظيم، وهي النظرية التي تُعرف بالتضخم. يقودنا هذا الاكتشاف (ولو بطريقة غير مباشرة) إلى مرحلة مبكرة بالفعل من مراحل هذا الكون؛ مبكرة أكثر من أي مرحلة عرفناها من ذي قبل، ويقدم دليلاً حاسماً على أن التضخم قد حدث فعلاً. وبهذا يكون هذا الكشف قد وسع نموذجنا عن مرحلة مبكرة من الكون من ثانية واحدة بعد الانفجار العظيم مباشرةً إلى أقل من 10 مرفوعة للقوة -37 جزء من الثانية بعد الحدث مباشرة- قفزة مذهلة للأمام (أو ربما للخلف مراعاةً للحالة).

استجلاء مرحلة التضخم
لن نفهم هذه المرحلة إلا بالعودة إلى الوراء إلى ما قبل حوالي 13.8 بليون سنة، إلى الانفجار العظيم. لقد أعطى هذا الانفجار للنظام الكوني تلك الحركة؛ ليُعرف أيضاً بمولد الكون ومنشأ الزمان والمكان. إلا إن بعض القضايا التفصيلية ألقت بظلال من الشك على نظرية الانفجار العظيم؛ أحد هذه القضايا هو لغز الاتساق والانتظام الذي تميز به توسع الكون.
استحدثت فكرة التضخم سنة 1980، والتي ترى أنها لم تكن إلا هنيهاتٍ قلائل بعد اللحظة الحاسمة حتى بدأ الكون على نحوٍ مفاجئ يتسع ويتعاظم. لقد فسرت هذه الإضافة إلى سلسلة الأحداث الكونية الانتظام النسبي للكون، وانسجمت مع ما عرفناه مسبقاً عن المراحل المبكرة جداً لنشأة الكون. وعلى الرغم من ذلك فإن علماء الكون لم يكن لديهم أي دليل مباشر على التضخم.
لقد اعتقد الفيزيائيون أن إحدى الطرق التي يمكن بها إثبات حدوث التضخم هو البحث عن موجات الجاذبية التي نتجت عنه. لم تكن هذه الموجات أكثر من مويجات في "نسيج" الزمكان- النسيج الذي تشكل منه الكون. إلا أن ضعف الجاذبية النسبي يجعل الأمل في قياسها محصوراً في الموجات العظيمة الناشئة عن تفاعلات ضخمة جداً كتصادم الثقوب السوداء. وبالرغم من أن التضخم حدثٌ عظيم- شكَّلَ وبالمعني الحرفي للكلمة الكون كاملاً- إلا أن موجات الجاذبية التي نتجت عنه قد أصبحت الآن من الضعف بحيث يتعذر قياسها قياساً مباشراً.
وعوضاً عن ذلك، فإن البحث كان منصباً على أثر موجات الجاذبية الناتجة عن التضخم على الضوء؛ ليس أي ضوء ولكنه أشعة الخلفية الكونية الدقيقة، وهي "موجات منعكسة" من الضوء الذي خلفته طاقة الانفجار العظيم، وُجدت وعمر الكون لم يتجاوز 380000 سنة. وعندما يتفاعل هذا الضوء مع موجات الجاذبية، كما أشارت النظريات، فإن نموذجاً خاصاً ينتُج ويُدعى الوضع b في استقطاب الضوء، وسيكون مثل هذا النموذج دليلاً مباشراً على أن موجات الجاذبية الناتجة عن التضخم حقيقية، وبهذا يكون إثباتاً رئيسياً للتضخم. واليوم أعلن العلماء أنهم قد وجدوه.

ولكن هذا ليس كل شيء
على افتراض أن النتائج أُكدت (وهذا مرجح؛ فالفريق على ما يبدو قد أمضى ثلاث سنوات يتحقق من صحة بياناته قبل الإفصاح عنها)، فهذه أخبار عظيمة لعلم الكون. لقد أمضى العلماء عقوداً باحثين عن دليل مباشر على التضخم. وتنقل مجلة نيتشر عن آلان جوث، "المخترع" الرئيس للتضخم، قوله: " هذا دليل كوني مستقل وجديد بالكامل على أن الصورة المرسومة عن التضخم منسجمة ومتناسقة،" "قاطعاً" بأن هذه النتائج جديرة بجائزة نوبل.
ليس هذا فحسب، فهناك سببان آخران يجعلان من هذه النتائج أخباراً عظيمة. الأول، بالإضافة إلى كونه أول دليل على التضخم، فهو أيضاً أول دليل مباشر على موجات الجاذبية. فعلى الرغم من أن بعض المراصد قد بحثت (وستظل تبحث) عن موجات الجاذبية هذه، إلا أن العثور عليها مازال أمراً في غاية الصعوبة. وبقدر ما نملك من بيانات عن هذه المويجات الغريبة المشوهة لنسيج الزمكان، فإننا نصبح أكثر قدرة على فهم الكون نفسه، وهذه قفزة عظيمة في ذلك الاتجاه.
أما السبب الآخر لأهمية هذا الاكتشاف فذو علاقة بفهمنا للجاذبية في المقام الأول؛ فمازالت الجاذبية، من بين القوى الأساسية الأربع، هي القوة الوحيدة التي لا تنسجم مع ميكانيكا الكم التي تفسر الأشياء على المستوى البالغ الصغر [الذري ودون الذري]. وعند درجات حرارة عالية (كتلك التي وُجدت مباشرة بعد الانفجار العظيم)، تبدأ القوى الثلاث [النووية الضعيفة والنووية القوية و الكهرومغناطيسية] في الاتحاد لتصبح قوة عظمى واحدة. وأحد أهم القضايا التي تشغل الفيزيائيين اليوم هو فهم كيف يمكن أن تجد الجاذبية مكانها المناسب (إن وُجد) في هذه الصورة، والنتائج التي أظهرت موجات الجاذبية كناتج للتضخم، الذي هو ظاهرة كمية بالأساس، تشي بإمكانية أن تكون الجاذبية كمية بالفعل.

الكون: نظرة خاطفة في أجزاء الألف الأولى من الثانية، وأسئلة كبيرة تنتظر، وإجمالاً، إنه ليومٌ حافلٌ للعلم!

ترجمة: حامد أحمد الغامدي